泵站典型設(shè)計(jì)(灌溉工程)

1、i.1.1 t，X" I -.I”. X". 泵站典型設(shè)計(jì)(港溉工程)一、正常取水位的確定通過AA縣水利局多年觀測數(shù)據(jù)，泉點(diǎn)最枯水位不低于1520m左右，因此取水位定在15 20mo二、泵站型式選擇由于楊普泉水出露于巖溶低洼地，汛期水位漲幅達(dá)1.5m,提水不需考慮泵站防洪問題。由 于泵站附近內(nèi)地勢較平坦，泵站采用離心泵提水，修建地面式磚混結(jié)構(gòu)泵房，有效利用泵站 現(xiàn)有的良好交通、電力、通訊等有利條件。三、泵站水力機(jī)械根據(jù)港區(qū)需水量計(jì)算，換算成泵站16h提水流量為80.49m3/h,考慮煙區(qū)港溉時(shí)間短， 利用率較低，擬選擇安裝兩臺泵(一用一備)。揚(yáng)程確定：1、取水高程1520.

2、0m,高位水池底板高程1605.0m,即實(shí)際揚(yáng)程85m.2、上水管長370m,進(jìn)水管6m,經(jīng)計(jì)算水頭損失為4.95m、0.91m。由實(shí)際揚(yáng)程+水頭損失得出總揚(yáng)程為85+0.91+4.95=91.86m.水泵的選擇泵站設(shè)計(jì)流量Q=80.49m3/h,安裝兩臺多級單吸分段式離心泵，單臺設(shè)計(jì)流量Q=80.4 9m3/h0設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程為：實(shí)際揚(yáng)程85m+水頭損失5.86m+余量3m=93.86m.水泵參數(shù)如下表：型號流量Q轉(zhuǎn)速n(r/min)揚(yáng)程H(m)效率r)(%)功率N(kw)氣蝕余量(NPSH) m3/h L/s 軸功率電動機(jī)功率JGGC10072-20x5 72 20 1480 108 65 3

3、2.4 45 2.5100 27.8 100 72 37.8 3 126 35 85 70 41.7 '4當(dāng)揚(yáng)程為93.86m時(shí)，流量為80.49m3/h,效率72.4%,可見泵在高效區(qū)運(yùn)行。 四、水泵安裝高程的確定JGGC 100-20x5型水泵必需汽蝕余量ahc為2.54.0m,為了泵的安全運(yùn)行，根據(jù)機(jī)械 工業(yè)部部頒標(biāo)準(zhǔn)JB1040-67規(guī)定，對一般清水泵的臨界氣蝕余量基礎(chǔ)上再加上0.3m的安 全余量，即Ah=Ahc+0.3 =2.84.3m。 允許吸上真空高度：式中：pa/y一吸水面上的實(shí)際壓頭，8.96m；pv/Y抽水實(shí)際溫度下的汽化壓頭，0.24m：h允許氣蝕余量，3m；1/

4、41/41/4 I « « n.ix" ”m.«i". hg一進(jìn)水管的水頭損失，0.86m；經(jīng)計(jì)算，所選擇水泵的允許吸上真空高度為3.86m,根據(jù)實(shí)際地形情況，選定泵房地而高 程為1521.50m,水泵安裝高程為1521.72m,安裝高程與吸水池高差1521.721520 = 1.72m <Hs =2.84.3m,滿足吸上高度要求，因此泵站安裝高程定為1521.72m。 五、水錘壓力計(jì)算水錘壓力計(jì)算采用帕馬金曲線簡化圖計(jì)算停泵水錘，校核管道強(qiáng)度。首先計(jì)算出橫坐標(biāo)值和參數(shù)2p,其中：式中：N0為水泵設(shè)計(jì)功率，單位kW： GD2為水泵和電機(jī)的

5、飛輪慣量之和，單位N.m2： n0為水泵設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速，單位r/min： V0為壓力鋼管流速，單位m/s： H0為工作揚(yáng)程，單位 m： a為均質(zhì)圓形管(e/d<l/20)水擊波傳播速度，單位m/s： d為管徑，單位mm： e 為管壁厚度，單位mm： K為水的體積彈性模數(shù)，K=2.06xl09pa;； E為管材縱向彈性 模數(shù) E=9.81x1010, a = K/E=0.02o 帶入數(shù)值：=1171.4m/s,查帕馬金曲線得出口下降壓頭83%xH0=83%x94.5=78.5m,管道中點(diǎn)壓力下降55% xH0=55%x94.5=52.0m,管道中點(diǎn)上升壓頭21.5%x94.5=20.3m,水泵出

6、口上升 壓頭37%x94.5=35.0m,水泵最大反轉(zhuǎn)速度143%n0,水泵最大反轉(zhuǎn)速度的時(shí)間秒， 水泵開始倒流的時(shí)間秒。檢驗(yàn)管道出口及中點(diǎn)是否發(fā)生水柱分離現(xiàn)象：管道出口ah最大=83%v ,此處不會發(fā)生 水柱分離。管道中點(diǎn)ah最大=55%< ,此處不會發(fā)生水柱分離。配套電動機(jī)為異步電動機(jī)，電動機(jī)的最大允許轉(zhuǎn)速為1.25 n0,在1.25 n0情況下允許歷 時(shí)2min,但由于水泵最大反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為1.43 n0,在停泵后1.57s即達(dá)到最大反轉(zhuǎn)速度， 因此應(yīng)在出水管道設(shè)緩閉式逆止閥，同時(shí)安裝彈簧全啟封閉式安全閥，公稱壓力1.6Mpa- 六、主接線方案本工程可從楊箸水源附近就近接電，附近有10

7、KV高壓線路到達(dá)，泵站輸電線路共長約1. 0km,泵站主接線方案采用主變壓器經(jīng)過跌落式熔斷器及隔離開關(guān)與電網(wǎng)相連接，隔離開 關(guān)除作為檢修時(shí)隔離電源的設(shè)備外，還用來接通、斷開空載變壓器。變壓器二次側(cè)經(jīng)由自動 空氣開關(guān)與控制柜母線排相連接。七、變壓器容量選擇根據(jù)泵站設(shè)計(jì)規(guī)范，變壓器容量可按下式計(jì)算：Sb>1.05x0.8x(Klped/ncos(p+ K2ped/ncos(p),式中KI、K2為同時(shí)系數(shù)；ped為電機(jī)功率，單位KW： n為電動機(jī)效率; cos(p 為電動機(jī)功率因數(shù)，根據(jù)公式 Sb>1.05x0.8x(Klped/ncosq>+K2ped/ncos(p)ii 行計(jì)算

8、。考慮到照明用電以及控制柜用電，選擇滿足泵站要求的變壓器。可得泵站Sb = 57.9KVA選配63KVA的變壓器一臺，架設(shè)10KV輸電線路1.0km。主要 用電負(fù)荷為：水泵45kw,其它用電5.0kw,總用電負(fù)荷為50kw。八、提水管道設(shè)計(jì)提水管道從楊泉泉水水源直接提水到高位水池，凈揚(yáng)程為85m,管材采用鋼管。1、進(jìn)水管計(jì)算(1)管道直徑采用公式：計(jì)算。式中：Q一一泵的設(shè)計(jì)流量（m3/s）,取Q=0.0224m3/s （單機(jī)）v輸水管設(shè)計(jì)流速（m/s）,規(guī)范規(guī)定v=1.52m/s,取1.5 m/s經(jīng)計(jì)算，輸水管徑D=0.138m,根據(jù)實(shí)用五金手冊的熱軋無縫鋼管選擇DN146, 6=6mm,經(jīng)計(jì)

9、算管道的過水流速為1.59m/s。（2）水頭損失計(jì)算輸水管道水頭損失根據(jù)水力學(xué)計(jì)算手冊進(jìn)行計(jì)算，鋼管的沿程水頭損失hf宜按下列公 式計(jì)算：式中：L一鋼管的長度：6mD一鋼管的內(nèi)徑，0.146-0.006x2=0.134mn鋼管管材的糙率0.011。一局部水頭損失系數(shù)之和：經(jīng)計(jì)算，進(jìn)水管管道沿程水頭損失hf=0.23m,局部水頭損失為hj=0.68m.由此得進(jìn)水管道總水頭h=hf+hj=0.91mo2、出水管計(jì)算根據(jù)審查意見上水管按興仁縣魯?shù)A營鄉(xiāng)、雨樟鎮(zhèn)片區(qū)2009年度煙水配套工程總規(guī)劃的 需水量確定取兩臺泵同時(shí)工作時(shí)提水流量計(jì)算提水管。管道直徑采用公式：計(jì)算。式中：Q一一提水管設(shè)計(jì)流量（m3/

10、s）,取Q=0.0448m3/s （工作運(yùn)行）。v一一提水管設(shè)計(jì)流速（m/s）,取v=1.5m/s經(jīng)計(jì)算，輸水管徑D=243mm,選提水管DN250的熱軋無縫鋼管，管道內(nèi)流速為1.41m/s（2）壓力鋼管管壁厚度b計(jì)算鋼管管壁厚度采用公式計(jì)算。式中：Hj一一設(shè)計(jì)管段的計(jì)算水頭（m） ： Hj=94.5m：DO一一鋼管的內(nèi)徑（cm） ： D0=23.4 （D=250,初取 6=8mm）；C一一銹蝕厚度（cm） : C=0.2；oz一估算鋼材的允許應(yīng)力（kg/cm2） ； az=1000（P一縱向焊縫焊接應(yīng)力減弱系數(shù)。取中=1經(jīng)計(jì)算，6=0.12cm,根據(jù)規(guī)范的構(gòu)造要求，管壁最小厚度為6mm,綜合考慮其他因素取6=0.8crrie（3）水頭損失計(jì)算提水管道水頭損失根據(jù)水力學(xué)計(jì)算手冊進(jìn)行計(jì)算，鋼管的沿程水頭損失hf宜按下列公 式計(jì)算：式中：L一鋼管的長度：370mD一鋼管的內(nèi)徑，0.25-0.008x2=0.234mn一鋼管管材的糙率0.011。一局部水頭損失系數(shù)之和：6經(jīng)計(jì)算，管道沿程水頭損失hf=3.93m,局部水頭損失為hj=L02m。由此得總水頭損失 h=hf+hj=4.95m.J 提水凈揚(yáng)程為 85m,總揚(yáng)程為 0.91+4.95+85+3 （余量）=93.86 m,因此設(shè)計(jì)揚(yáng)程取93.86m。（4）管道敷設(shè)管道全線采用明管敷設(shè)。水泵進(jìn)水管為DN140